JPH0611908B2 - Corrosion resistant coated composite material and method for producing the same - Google Patents

Corrosion resistant coated composite material and method for producing the same

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JPH0611908B2
JPH0611908B2 JP5812090A JP5812090A JPH0611908B2 JP H0611908 B2 JPH0611908 B2 JP H0611908B2 JP 5812090 A JP5812090 A JP 5812090A JP 5812090 A JP5812090 A JP 5812090A JP H0611908 B2 JPH0611908 B2 JP H0611908B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、耐食性被覆複合材料及びその製造方法に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a corrosion resistant coated composite material and a method for producing the same.

[従来の技術及び課題] Ni−Taをベースとしたバルブメタル−鉄属金属のア
モルファス合金は、一般的な耐食性金属材料では腐食が
進行する沸騰濃塩酸又は沸騰濃硝酸のように腐食性の激
しい環境下でも比較的良好な耐食性を有することが特開
昭61-210143号公報に開示されている。
[Prior Art and Problems] A valve metal-iron group metal amorphous alloy based on Ni-Ta is highly corrosive, such as boiling concentrated hydrochloric acid or boiling concentrated nitric acid, in which corrosion progresses in general corrosion resistant metal materials. It is disclosed in JP-A-61-210143 that it has relatively good corrosion resistance even in an environment.

しかしながら、上述したアモルファス合金は通常、液体
急冷法により造られるため、その手法から薄帯、細線、
粉末等の形状に制約されるため、種々の形状での利用が
考えられる耐食材料としては必ずしも満足するものでは
なかった。
However, since the above-mentioned amorphous alloy is usually produced by the liquid quenching method, it is possible to use thin ribbons, thin wires,
Since it is restricted by the shape of powder or the like, it is not always satisfactory as a corrosion resistant material that can be used in various shapes.

一方、膜形成に再しては基材として通常、耐食性の優れ
た金属が使用されるが、膜自体に僅かなピンホールが存
在したり、微小なクラックが発生したりすると、該ピン
ホール等を通して腐食進行が生じ、特に基材と膜の界面
での腐食が急激に進行するアンダーマイニング現象等を
生じる。膜形成に一般的に採用されているマグネトロン
スパッタ法等では、耐食性を考えた場合、その界面部の
組織が不適当で、耐食性の優れた複合材料の製造するこ
とが困難である。
On the other hand, usually, a metal having excellent corrosion resistance is used as a base material again in the film formation, but if a slight pinhole exists in the film itself or a minute crack is generated, the pinhole or the like is generated. Corrosion progresses through, especially undermining phenomenon in which corrosion rapidly progresses at the interface between the substrate and the film. In the magnetron sputtering method or the like that is generally adopted for film formation, considering the corrosion resistance, the structure of the interface is not appropriate, and it is difficult to manufacture a composite material having excellent corrosion resistance.

以上の問題点から、より効率的な成膜、高品位の膜質の
確保、耐食性の優れた基材と膜の界面形成等が要望され
ている。
From the above problems, there is a demand for more efficient film formation, ensuring high-quality film quality, and forming an interface between a base material and a film having excellent corrosion resistance.

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので、過酷な環境下で優れた耐食性を有する窒素含有
(鉄属金属−バルブメタル)アモルファス合金膜が被覆
された耐食性被覆複合材料、並びに該窒素含有(鉄属金
属−バルブメタル)アモルファス合金膜を効率よく成膜
し得る耐食性被覆複合材料の製造方法を提供しようとす
るものである。
The present invention has been made in order to solve the above conventional problems, a corrosion-resistant coating composite material coated with a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film having excellent corrosion resistance under a harsh environment, Another object of the present invention is to provide a method for producing a corrosion-resistant coated composite material capable of efficiently forming the nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film.

[課題を解決するための手段] 本発明に係わる耐食性被覆複合材料は、金属基材の表面
に窒素含有(鉄属金属−バルブメタル)アモルファス合
金膜を被覆してなるものである。
[Means for Solving the Problems] The corrosion-resistant coated composite material according to the present invention comprises a surface of a metal substrate coated with a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film.

上記金属基材は、耐食性の金属であればいかなるもので
よく、例えばNi基合金、Ti基合金、SUS等を用い
ることができる。
The metal base material may be any metal as long as it is a corrosion resistant metal, and for example, a Ni-base alloy, a Ti-base alloy, SUS or the like can be used.

上記鉄属金属としては、例えばFe、Ni、Co等を挙
げることができる。
Examples of the iron group metal include Fe, Ni, Co and the like.

上記バルブメタルとしては、例えばTa、Ti、Zr、
Nb等を挙げることができ、特にTa単独、又はTaと
Ti、Zr、Nbとを併用することが望ましい。この場
合、Taの含有量を30at%以上にすることが望ましい。
Examples of the valve metal include Ta, Ti, Zr,
Nb and the like can be mentioned, and it is particularly preferable to use Ta alone or Ta and Ti, Zr, and Nb in combination. In this case, it is desirable that the content of Ta be 30 at% or more.

本発明に係わる耐食性被覆複合材料は、以下に示す方法
により製造される。
The corrosion-resistant coated composite material according to the present invention is manufactured by the following method.

.金属基材表面に1種以上の鉄属金属及び1種以上の
バルブメタルを窒素雰囲気中で蒸着して窒素含有(鉄属
金属−バルブメタル)アモルファス合金膜を被覆せし
め、耐食性被覆複合材料を製造する。
. One or more iron group metals and one or more valve metals are vapor-deposited in a nitrogen atmosphere on the surface of a metal substrate to coat a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film to produce a corrosion-resistant coated composite material. To do.

.金属基材表面に1種以上の鉄属金属及び1種以上の
バルブメタルを蒸着せしめと同時に窒素イオン照射を行
うイオンビームミキシング法により窒素含有(鉄属金属
−バルブメタル)アモルファス合金膜を被覆せしめ、耐
食性被覆複合材料を製造する。
. Evaporate one or more iron group metals and one or more valve metals on the surface of the metal substrate, and at the same time coat the nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film by the ion beam mixing method in which nitrogen ion irradiation is performed. , Producing a corrosion resistant coated composite material.

また、本発明に係わる別の耐食性被覆複合材料は表層に
鉄属金属及びバルブメタル少なくとも一方の金属相が形
成された金属基材表面に窒素含有(鉄属金属−バルブメ
タル)アモルファス合金膜を被覆してなるものである。
Another corrosion-resistant coating composite material according to the present invention is a surface coating of a metal base material having a metal phase of at least one of an iron group metal and a valve metal formed thereon and a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film coated thereon. It will be done.

本発明に係わる別の耐食性被覆複合材料は、以下に示す
方法により製造される。
Another corrosion resistant coated composite material according to the present invention is manufactured by the following method.

.金属基材の表層に鉄属金属及びバルブメタルの少な
くとも一方をイオン注入して金属相を形成した後、該基
材表面に1種以上の鉄属金属及び1種以上のバルブメタ
ルを窒素雰囲気中で蒸着して窒素含有(鉄属金属−バル
ブメタル)アモルファス合金膜を被覆しせしめて耐食性
被覆複合材料を製造する。
. At least one of an iron group metal and a valve metal is ion-implanted into the surface layer of the metal base material to form a metal phase, and then one or more iron group metal and one or more valve metal are placed on the surface of the base material in a nitrogen atmosphere. To deposit a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film on the substrate to produce a corrosion-resistant coated composite material.

.金属基材の表層に鉄属金属及びバルブメタルの少な
くとも一方をイオン注入して金属相を形成した後、該基
材表面に1種以上の鉄属金属及び1種以上のバルブメタ
ルを蒸着せしめと同時に窒素イオン照射を行うイオンビ
ームミキシング法により窒素含有(鉄属金属−バルブメ
タル)アモルファス合金膜を被覆せしめて耐食性被覆複
合材料を製造する。
. At least one of an iron group metal and a valve metal is ion-implanted into the surface layer of the metal substrate to form a metal phase, and then one or more iron group metals and one or more valve metals are deposited on the surface of the substrate. At the same time, a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film is coated by an ion beam mixing method in which nitrogen ion irradiation is performed to produce a corrosion-resistant coated composite material.

上記〜の方法において鉄属金属とバルブメタルの蒸
着手段としては、例えばエレクトロンビームによる蒸着
法、鉄属金属やバルブメタルのターゲットを利用したイ
オンビームスパッタ蒸着法等が採用し得る。スパッタ蒸
着法の場合には、通常、Arイオンビームが利用され
る。但し、窒素含有(鉄属金属−バルブメタル)アモル
ファス合金膜を形成する関係からスパッタ率が低いが、
窒素イオンビームを利用することも条件によっては得策
である。
In the above methods (1) to (3), as the vapor deposition means of the iron group metal and the valve metal, for example, an electron beam vapor deposition method, an ion beam sputter vapor deposition method using a target of the iron group metal or the valve metal can be adopted. In the case of the sputter deposition method, an Ar ion beam is usually used. However, although the sputtering rate is low due to the formation of the nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film,
Using a nitrogen ion beam is also a good idea under some conditions.

[作用] 本発明によれば、金属基材の表面に窒素含有(鉄属金属
−バルブメタル)アモルファス合金膜を被覆することに
よって、該アモルファス合金膜の緻密性と高耐食性によ
り過酷な環境下で優れた耐食性を有する複合材料を得る
ことができる。
[Operation] According to the present invention, by coating the surface of a metal base material with a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film, the denseness and high corrosion resistance of the amorphous alloy film can be used in a harsh environment. A composite material having excellent corrosion resistance can be obtained.

また、金属基材表面に1種以上の鉄属金属及び1種以上
のバルブメタルを窒素雰囲気中で蒸着することによっ
て、緻密性と高耐食性の優れた窒素含有(鉄属金属−バ
ルブメタル)アモルファス合金膜を基材上に効率よく形
成でき、ひいては過酷な環境下で優れた耐食性を有する
複合材料を製造できる。
Further, by depositing at least one iron group metal and at least one valve metal on the surface of the metal substrate in a nitrogen atmosphere, a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous having excellent compactness and high corrosion resistance is obtained. The alloy film can be efficiently formed on the base material, and thus a composite material having excellent corrosion resistance in a harsh environment can be manufactured.

更に、金属基材表面に1種以上の鉄属金属及び1種以上
のバルブメタルを蒸着せしめと同時に窒素イオン照射を
行うイオンビームミキシング法で成膜することによっ
て、イオンビームの加速電圧、電流、照射角度等を変え
ることにより形成される膜のスパッタ率を制御すること
ができ、ミキシングの程度もコントロールし易いため、
耐食性を高めるための膜の緻密化、最適な界面組織の形
成、基材に対する密着性の向上等を達成できる。しか
も、イオンビームとして窒素イオンビームを用いて成膜
することによって、効率よく窒素含有(鉄属金属−バル
ブメタル)アモルファス合金膜を形成できる。即ち、イ
オンビームとしてArイオンを用いることによっても
(鉄属金属−バルブメタル)アモルファス合金膜の形成
が可能である。しかしながら、かかる方法では形成され
た膜がArイオンビームによりスパッタされて相対的に
成膜速度が低下する。これに対し、窒素イオンビームを
用いると、Arイオンを用いた時に比べて成膜された膜
がイオンスパッタにより基材表面から離脱する量を少な
くでき、その分成膜速度を速くできる。また、窒素含有
によりアモルファス化が進行するため、Arイオンビー
ムの照射のようにArの膜中への残留等を考慮する必要
がなく、容易に窒素含有(鉄属金属−バルブメタル)ア
モルファス合金膜の形成できる。
Further, by depositing one or more iron group metals and one or more valve metals on the surface of the metal substrate and forming a film by an ion beam mixing method in which nitrogen ion irradiation is performed at the same time, the acceleration voltage, the current of the ion beam, By changing the irradiation angle etc., the sputter rate of the formed film can be controlled and the degree of mixing can be easily controlled.
It is possible to achieve densification of a film for enhancing corrosion resistance, formation of an optimum interfacial structure, improvement of adhesion to a substrate, and the like. Moreover, a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film can be efficiently formed by forming a film using a nitrogen ion beam as the ion beam. That is, it is possible to form an amorphous alloy film (iron group metal-valve metal) by using Ar ions as the ion beam. However, in such a method, the formed film is sputtered by the Ar ion beam and the film forming rate is relatively reduced. On the other hand, when the nitrogen ion beam is used, the amount of the formed film desorbed from the surface of the base material by ion sputtering can be reduced as compared with the case where Ar ions are used, and the film formation speed can be correspondingly increased. Further, since the amorphous state is promoted by the nitrogen content, it is not necessary to consider the residual of Ar in the film unlike the irradiation of Ar ion beam, and the nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film can be easily formed. Can be formed.

一方、複合材料の基材としては耐食性の金属であるNi
基合金、Ti基合金、SUS材等が用いられる。これら
の材料からなる基材が組成的に成膜される組成成分を含
有しないか、含有量が少ない場合には該基材の表層に鉄
属金属及びバルブメタル少なくとも一方の金属相を形成
することによって、基材と窒素含有(鉄属金属−バルブ
メタル)アモルファス合金膜との成分の連続性が得ら
れ、基材に対する該アモルファス合金膜の密着性を向上
できると共に、それらの界面での耐食性を向上できる。
その結果、アモルファス合金膜に極少量のピンホールや
微小なクラック等が発生し、孔食反応の進行が心配され
るような条件下でも表層に形成された前記金属相による
界面組織の改質により、優れた耐食性を有する複合材料
を得ることができる。
On the other hand, Ni, which is a corrosion-resistant metal, is used as the base material of the composite material.
A base alloy, a Ti base alloy, a SUS material, etc. are used. When the base material made of these materials does not contain the composition components compositionally forming a film, or when the content is small, form a metal phase of at least one of an iron group metal and a valve metal on the surface layer of the base material. By this, the continuity of the components of the base material and the nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film can be obtained, the adhesion of the amorphous alloy film to the base material can be improved, and the corrosion resistance at the interface between them can be improved. Can be improved.
As a result, a very small amount of pinholes and minute cracks are generated in the amorphous alloy film, and even under conditions where there is concern about the progress of the pitting reaction, the interfacial structure is modified by the metal phase formed in the surface layer. Therefore, a composite material having excellent corrosion resistance can be obtained.

上記基材表層への金属相の形成は、鉄属金属及びバルブ
メタルの少なくとも一方のイオン注入方法で行なう。か
かるイオン注入方法は、前記金属相の濃度、分布等を任
意にコントロールすることが可能で、深さ方向への金属
相の傾斜構造形成も可能である。なお、基材の表層に形
成される金属層相は、アモルファス相であることが好ま
しいが、結晶質であっても効果が大きく、また窒素が含
有されていてもよい。従って、鉄属金属及びバルブメタ
ルの少なくとも一方のイオン注入後に既述した1種以上
の鉄属金属及び1種以上のバルブメタルの窒素雰囲気中
で蒸着やイオンミキシング法により窒素含有(鉄属金属
−バルブメタル)アモルファス合金膜を形成することに
よって、該アモルファス合金膜に極少量のピンホールや
微小なクラック等が発生し、孔食反応の進行が心配され
るような条件下でも表層に形成された金属相による界面
組織の改質により、優れた耐食性を有する複合材料を製
造できる。特に、鉄属金属及びバルブメタルの少なくと
も一方のイオン注入とイオンミキシング法による窒素含
有(鉄属金属−バルブメタル)アモルファス合金膜の形
成との組み合わせにより密着性が優れ、より優れた耐食
性を有する複合材料を得ることができる。
The metal phase is formed on the surface layer of the base material by an ion implantation method of at least one of an iron group metal and a valve metal. In such an ion implantation method, the concentration, distribution, etc. of the metal phase can be arbitrarily controlled, and a gradient structure of the metal phase in the depth direction can be formed. The metal layer phase formed on the surface layer of the base material is preferably an amorphous phase, but even if it is crystalline, the effect is large and nitrogen may be contained. Therefore, after the ion implantation of at least one of the iron group metal and the valve metal, the nitrogen-containing (iron group metal-containing (Valve metal) By forming an amorphous alloy film, a very small amount of pinholes, minute cracks, etc. were formed in the amorphous alloy film, and it was formed on the surface layer even under conditions where there is a concern that the pitting reaction will proceed. By modifying the interfacial structure with the metal phase, it is possible to manufacture a composite material having excellent corrosion resistance. In particular, by combining the ion implantation of at least one of the iron group metal and the valve metal and the formation of the nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film by the ion mixing method, the adhesion is excellent and the composite having the better corrosion resistance The material can be obtained.

[実施例] 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。[Examples] Examples of the present invention will be described in detail below.

実施例1〜3 まず、基材としての30×30×2mmの寸法の純鉄(SPH
C)板を用意し、この片面を鏡面研磨し、超音波洗浄を
施し、乾燥したた後、イオン照射と蒸着機能を備えた真
空チャンバ内のホルダ上に設置した。つづいて、このチ
ャンバ内を5×10-6torrに真空引きした後、イオン源か
らArイオンを加速電圧5kVの条件で純鉄板の鏡面に
5分間照射して表面清浄化のための前処理を施した。
Examples 1 to 3 First, pure iron (SPH) having a size of 30 × 30 × 2 mm as a base material is used.
C) A plate was prepared, one surface of which was mirror-polished, ultrasonically cleaned, dried, and then placed on a holder in a vacuum chamber equipped with ion irradiation and vapor deposition functions. Then, after evacuating the chamber to 5 × 10 -6 torr, Ar ions from the ion source were irradiated on the mirror surface of the pure iron plate for 5 minutes at an acceleration voltage of 5 kV for pretreatment for surface cleaning. gave.

次いで、トリプルハース方式の電子ビーム蒸着法でN
i、Ta及びNbの金属をNi−40at%Ta、Ni−40
at%Nb及びNi−20at%Nb−20at%Taの組成にそ
れぞれなるように蒸着すると同時に、イオン源から窒素
イオンを引きだし、加速電圧20kV、イオン電流16mA
の条件でイオン照射してイオンビームミキシングを行な
うことにより各純鉄板に厚さ3μmの3種の合金膜をそ
れぞれ形成して複合材料を製造した。
Next, triple hearth electron beam evaporation method is used for N
i, Ta and Nb metals are Ni-40at% Ta, Ni-40
At the same time as vapor-depositing the composition of at% Nb and Ni-20 at% Nb-20 at% Ta respectively, at the same time, nitrogen ions are extracted from the ion source, accelerating voltage 20 kV, ion current 16 mA.
By performing ion beam mixing by irradiating ions under the conditions described above, three kinds of alloy films each having a thickness of 3 μm were formed on each pure iron plate to manufacture a composite material.

実施例4 実施例1と同様に純鉄板を前処理した後、1×10-4torr
の窒素雰囲気中でダブルハース方式の電子ビーム蒸着法
でNi、Taの金属を蒸着して純鉄板に厚さ3μmの窒
素を含むNi−40at%Ta合金膜を形成して複合材料を
製造した。
Example 4 After pretreating a pure iron plate in the same manner as in Example 1, 1 × 10 −4 torr
In the nitrogen atmosphere, the Ni and Ta metals were vapor-deposited by the double-hearth electron beam evaporation method to form a Ni-40 at% Ta alloy film containing nitrogen with a thickness of 3 μm on a pure iron plate to manufacture a composite material.

比較例1 実施例1と同様に純鉄板を前処理した後、ダブルハース
方式の電子ビーム蒸着法でNi、Taの金属をに蒸着す
ると同時に、イオン源からArイオンを引き出し加速電
圧20kV、イオン電流16mAの条件でイオン照射して純
鉄板に厚さ3μmのNi−40at%Ta合金膜を形成して
複合材料を製造した。
Comparative Example 1 After pretreating a pure iron plate in the same manner as in Example 1, simultaneously depositing Ni and Ta metals by the electron beam evaporation method of the double hearth method onto Ar ions from the ion source and accelerating voltage 20 kV and ion current. A composite material was manufactured by irradiating ions under a condition of 16 mA to form a Ni-40 at% Ta alloy film having a thickness of 3 μm on a pure iron plate.

比較例2 実施例1と同様に純鉄板を前処理した後、ホルダ上の純
鉄板を750℃に加熱した状態にてダブルハース方式の電
子ビーム蒸着法でNi、Taの金属をに蒸着すると同時
に、イオン源から窒素イオンを引き出し加速電圧20k
V、イオン電流16mAの条件でイオン照射して純鉄板に
厚さ3μmのNi−40at%Ta合金膜を形成して複合材
料を製造した。
Comparative Example 2 After pretreating a pure iron plate in the same manner as in Example 1, the pure iron plate on the holder was heated to 750 ° C. and at the same time the Ni and Ta metals were vapor-deposited by the double-hearth electron beam evaporation method. , Nitrogen ions are extracted from the ion source and the acceleration voltage is 20k.
A composite material was manufactured by irradiating ions under the conditions of V and an ion current of 16 mA to form a Ni-40 at% Ta alloy film having a thickness of 3 μm on a pure iron plate.

本実施例1〜4及び比較例1、2の合金膜をX線回折等
でその結晶質を判定したところ、実施例1〜4、比較例
1の合金膜はいずれもアモルファスであったが、比較例
2の合金膜は結晶質であることが確認された。
When the crystallinity of the alloy films of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 was determined by X-ray diffraction or the like, the alloy films of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were all amorphous, It was confirmed that the alloy film of Comparative Example 2 was crystalline.

また、本実施例1〜4及び比較例1、2の複合材料につ
いてフェロキシル試験(ピンホール試験JIS H8663の有
孔度試験;斑点率cm-2)を行った。
Further, a ferroxil test (pinhole test JIS H8663 porosity test; spot rate cm −2 ) was performed on the composite materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.

その結果を下記第1表に示した。The results are shown in Table 1 below.

実施例5〜20 実施例1と同様な前処理を施した30×30×2mmの寸法の
耐食性合金(SUS304L、Ti合金、ハステロイ)の基材
に下記第2表に示す条件で厚さ3μmのアモルファス合
金膜を形成して16種の複合材料を製造した。なお、同第
2表中の蒸着条件*1のスパッタ蒸着は加速電圧3k
V、イオン電流1.5AのArイオンをターゲットに照射
することによって行った。また、同第2表中の成分組成
*2はTa-20at%Zr-10at%Ni-5at%Fe-(N)、成分組成
*3はTa-25at%Ti-5at%Ni-5at%Fe-(N)、成分組成
4はTa-10at%Nb-5at%Ti-5at%Zr-10at%Ni-5at%Co-
(N)、である。
Examples 5 to 20 A base material of a corrosion-resistant alloy (SUS304L, Ti alloy, Hastelloy) having a size of 30 × 30 × 2 mm, which has been subjected to the same pretreatment as in Example 1, and having a thickness of 3 μm under the conditions shown in Table 2 below. 16 kinds of composite materials were manufactured by forming an amorphous alloy film. In addition, the sputter deposition under the deposition conditions * 1 in Table 2 above was accelerated by 3k.
The target was irradiated with Ar ions of V and an ion current of 1.5 A. In addition, the composition of components in Table 2
* 2 : Ta-20at% Zr-10at% Ni-5at% Fe- (N), composition
* 3 is Ta-25at% Ti-5at% Ni-5at% Fe- (N), composition *
4 is Ta-10at% Nb-5at% Ti-5at% Zr-10at% Ni-5at% Co-
(N),

比較例3 実施例1と同様な前処理を施した30×30×2mmの寸法の
SUS304L板にダブルハース方式の電子ビーム蒸着でN
i、TaをTa−40at%Niの組成となるように蒸着す
ると同時にイオン源からArイオンビームを引き出し、
加速電圧20kV、イオン電流16mAで照射し、イオンビ
ームミキシング蒸着を行なうことにより前記SUS304L板
に厚さ3μmのアモルファス合金膜を形成して複合材料
を製造した。
Comparative Example 3 The size of 30 × 30 × 2 mm, which was subjected to the same pretreatment as in Example 1,
Double hearth type electron beam deposition on SUS304L plate for N
i and Ta are vapor-deposited to have a composition of Ta-40 at% Ni, and at the same time, an Ar ion beam is extracted from the ion source,
Irradiation was performed at an accelerating voltage of 20 kV and an ion current of 16 mA, and ion beam mixing vapor deposition was performed to form a 3 μm thick amorphous alloy film on the SUS304L plate to manufacture a composite material.

比較例4 実施例1と同様な前処理を施した30×30×2mmの寸法の
SUS304L板に市販のマグネトロンスパッタ装置により厚
さ3μmのNi−40at%Ta合金膜を形成して複合材料
を製造した。この合金膜をX線及び電子線回析測定を行
ったところ、極微細な結晶の集合であることが確認され
た。
Comparative Example 4 The size of 30 × 30 × 2 mm, which was subjected to the same pretreatment as in Example 1,
A composite material was manufactured by forming a Ni-40 at% Ta alloy film having a thickness of 3 μm on a SUS304L plate with a commercially available magnetron sputtering device. When this alloy film was subjected to X-ray and electron beam diffraction measurements, it was confirmed that it was an aggregate of extremely fine crystals.

比較例5 実施例1と同様な前処理を施した30×30×2mmの寸法の
SUS304L板に市販のマグネトロンスパッタ装置により厚
さ3μmのTa−15at%Ni合金膜を形成して複合材料
を製造した。この合金膜をX線及び電子線回析測定を行
ったところ、合金微結晶とアモルファス相との混合相で
あることが確認された。
Comparative Example 5 The same pretreatment as in Example 1 was carried out, and the dimensions were 30 × 30 × 2 mm.
A 3 μm-thick Ta-15 at% Ni alloy film was formed on a SUS304L plate by a commercially available magnetron sputtering apparatus to manufacture a composite material. When this alloy film was subjected to X-ray and electron beam diffraction measurements, it was confirmed to be a mixed phase of alloy fine crystals and an amorphous phase.

比較例6 アルゴンアーク溶解法により調製したTa−15at%Ni
の組成の溶解合金をアルゴン雰囲気中で単ロール法を用
いて急冷凝固させて厚さ0.05mmの合金薄膜を製造した。
この合金薄膜をX線回析測定を行ったところ、結晶質で
あることが確認された。
Comparative Example 6 Ta-15 at% Ni prepared by an argon arc melting method
The molten alloy having the above composition was rapidly solidified in a single roll method in an argon atmosphere to produce an alloy thin film having a thickness of 0.05 mm.
When this alloy thin film was subjected to X-ray diffraction measurement, it was confirmed to be crystalline.

しかして、本実施例5〜20の複合材料及び比較例3〜6
の複合材料や合金薄膜を沸騰した。8規定の硝酸と0.2
g/のCr6+の溶液中に浸漬して腐蝕試験を行った。
その結果を実施例5〜20については同第2表に併記し、
比較例3〜6の複合材料や合金薄膜につては下記第3表
に示した。
Thus, the composite materials of Examples 5 to 20 and Comparative Examples 3 to 6
Boiled composite materials and alloy thin films. 8 normal nitric acid and 0.2
The corrosion test was performed by immersing in a solution of g / Cr 6+ .
The results are also shown in Table 2 of Examples 5 to 20,
The composite materials and alloy thin films of Comparative Examples 3 to 6 are shown in Table 3 below.

[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば緻密な窒素含有(鉄
属金属−バルブメタル)アモルファス合金膜を基材に対
して密着性よく被覆され、過酷な腐蝕性環境下でも優れ
た耐食性を有し、かつ形状的な制約を受けない汎用性の
高い耐食性被覆複合材料、並びにかかる耐食性被覆複合
材料を簡単に製造し得る方法を提供できる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, a dense nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film is coated on a substrate with good adhesion, and even under a severe corrosive environment. It is possible to provide a highly versatile corrosion-resistant coating composite material having excellent corrosion resistance and free from shape restrictions, and a method for easily producing such a corrosion-resistant coating composite material.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属基材の表面に窒素含有(鉄属金属−バ
ルブメタル)アモルファス合金膜を被覆してなる耐食性
被覆複合材料。
1. A corrosion-resistant coated composite material comprising a surface of a metal substrate coated with a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film.
【請求項2】金属基材表面に1種以上の鉄属金属及び1
種以上のバルブメタルを窒素雰囲気中で蒸着して窒素含
有(鉄属金属−バルブメタル)アモルファス合金膜を被
覆せしめることを特徴とする請求項1記載の耐食性被覆
複合材料の製造方法。
2. One or more iron group metals and 1 on the surface of a metal substrate.
The method for producing a corrosion-resistant coated composite material according to claim 1, wherein at least one valve metal is vapor-deposited in a nitrogen atmosphere to coat the nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film.
【請求項3】金属基材表面に1種以上の鉄属金属及び1
種以上のバルブメタルを蒸着せしめと同時に窒素イオン
照射を行うイオンビームミキシング法により窒素含有
(鉄属金属−バルブメタル)アモルファス合金膜を被覆
せしめることを特徴とする請求項1記載の耐食性被覆複
合材料の製造方法。
3. One or more iron group metals and 1 on the surface of a metal substrate.
The corrosion resistant coating composite material according to claim 1, wherein the nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film is coated by an ion beam mixing method in which at least one valve metal is vapor-deposited and at the same time nitrogen ion irradiation is performed. Manufacturing method.
【請求項4】表層に鉄属金属及びバルブメタルの少なく
とも一方の金属相が形成された金属基材表面に窒素含有
(鉄属金属−バルブメタル)アモルファス合金膜を被覆
してなる耐食性被覆複合材料。
4. A corrosion-resistant coated composite material comprising a nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film coated on the surface of a metal base material having a metal phase of at least one of an iron group metal and a valve metal formed on the surface layer. .
【請求項5】金属基材の表層に鉄属金属及びバルブメタ
ルの少なくとも一方をイオン注入して金属相を形成した
後、該基材表面に1種以上の鉄属金属及び1種以上のバ
ルブメタルを窒素雰囲気中で蒸着して窒素含有(鉄属金
属−バルブメタル)アモルファス合金膜を被覆しせしめ
ることを特徴とする請求項4記載の耐食性被覆複合材料
の製造方法。
5. A metal phase is formed by ion-implanting at least one of an iron group metal and a valve metal into a surface layer of a metal base material, and then one or more kinds of iron group metal and one or more valves are formed on the surface of the base material. The method for producing a corrosion-resistant coated composite material according to claim 4, wherein the metal is vapor-deposited in a nitrogen atmosphere to coat the nitrogen-containing (iron group metal-valve metal) amorphous alloy film.
【請求項6】金属基材の表層に鉄属金属及びバルブメタ
ルの少なくとも一方をイオン注入して金属相を形成した
後、該基材表面に1種以上の鉄属金属及び1種以上のバ
ルブメタルを蒸着せしめと同時に窒素イオン照射を行う
イオンビームミキシング法により窒素含有(鉄属金属−
バルブメタル)アモルファス合金膜を被覆せしめること
を特徴とする請求項4記載の耐食性被覆複合材料の製造
方法。
6. A surface of a metal base material is ion-implanted with at least one of an iron group metal and a valve metal to form a metal phase, and then one or more kinds of iron group metal and one or more kinds of valves are formed on the surface of the base material. Nitrogen-containing (iron group metal-
The method for producing a corrosion-resistant coated composite material according to claim 4, wherein the valve metal) is coated with an amorphous alloy film.
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